Преобразователь переменного напряжения в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЙТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свюз Свввтсннк

Сецмвямстичвсиие

Рвсттублмв

926764 (61 } Дополнительное к акт. свид-ву(22} Заявлено 21. 07.80 (21} 2924740/18-24 с присоединением заявки № (21} П рморитет (5! )М. Кл.

H 03 К 13/02

6ееударстее««ы11 кем«тет

СССР

Опубликовано 07. 05 ° 82. Бюллетень № 17

Лата опубликования описания 09.05.82 (53) УДК 681.325 (088.8) ве делам «эобретенн« н отерытнй

Э. А. Тургиев и В. Б. Ибрагимов

Азербайджанский институт нефти и хими им. M. Азизбекова (72} Авторы изобретения (71} Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕИЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известен преобразователь перемен" ного напряжения в код, содержащий фазоинвертор, вход которого подключен к входу преобразователя, а выходык первым входам двух элементов И, вторые входы которых подключены к выходам компаратора, а выходы через элемент ИЛИ " к одному из входов третьего эЛемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора инта пульсов, а выход - к входу счетчика, блок управления и генератор пилообраэ ного напряжения }.1 1.

Недостатком указанного преобразователя является его низкое быстродействие и большая погрешность при измерении напряжения в области низких частот.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в код, содержащий фаэоиивертор, выходы которого подключены к входам блока управления и к первым входам компараторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, а выходы — с входами триггера, выход которого подключен к одному входу элемента И, другие входы которого подключены к первому выходу блока управления и к генератору импульсов соответственно, а выход элемента И подключен к входу счетчика, установочный вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с установочным входом триггера, а выход разрядов счетчика является выходом преобразователя

321.

Недостатком известного преобраэо" вателя является низкая точность, обусловленная наличием погрешности

3 92676 от неидентичности компараторов и частотной погрешности.

Цель изобретения " повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в код, содержащий фазоинвертор, выходы которого подключены к блоку управления, генератор пилообразного напряжения, выход которого подклю- fp чен к одному входу компаратора, первый триггер, выход которого подключвн к первому входу первого элемен1та И, второй и третий входы первого элемента И соединены соответственно с выходами генератора импульсов и блока управления, а выход подключен к счетчику, введены переключатель, второй триггер, второй и третий weменты И, двоичный умножитель, а счет- 2р чик выполнен реверсивным выход бло-. ка управления подключен к одним входам второго элемента И и второго триггера, выход которого подключен к одному входу третьего элемента И, другие входы второго и третьего элементов И соединены с генератором импульсов, а выходы подключены к входам двоичного умножителя, выход которого подключен к входу вычитания реверсивного счетчика, выход переполнения реверсивного счетчика подключен к другому входу второго триггера, выход компаратора подключен к счетному входу первого триггера, выходы которого подключены к управляющим входам переключателя, сигнальные входы котоpof o соединены с выходами фазоинвертора, а выход переключателя подключен к другому входу компаратора. о

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь переменного напряжения в код содержит фазоинвертор 1, вход которого подключен к входу преобразователя, а выходы - к входам

45 блока 2 управления и к входам пере" ключателя 3, выход которого .подключен

Ф к одному из входов компаратора 4, другой вход которого соединен с выходом генератора 5 пилообразного напряжения, а выход подключен к счетному входу триггера 6, выходы которого подключены к управляющим входам переключателя 3, выход блока 2 подключен к: единичному входу триггера

7 и к первым входам элементов И 8 и

9, выход триггера 7 подключен к од" ному входу элемента И 10, генератор

4 4

1 1 импульсов, подключенный к вторым входам элементов И 9-10, третий вход элемента И 8 соединен с выходом триг" гера 6, а выход элемента И 8 подключен к входу сложения реверсивного счетчика 12. Выходы элементов И 9 и

10 подключены к двоичному умножителю

13, состоящему из счетчиков 14 и 15, выходы которых подключены к блоку 16 элементов И, а выходы блока 16 подключены к элементу ИЛИ 17, выход которого, являющийся выходом двоичного умножителя 13, подключен к входу вычитания реверсивного счетчика 12. Выход переполнения реверсивного счетчика 12 подключен к нулевому входу триггера 7.

Блок 2 управления содержит двухпозиционный переключатель 18. выход которого через компаратор 19 подключен к счетному входу триггера 20, выходы которого подключены к управляющим входам переключателя 18.

Преобразователь работает .следующим образом.

Переменное напряжение V = V sirQt которое преобразуется в код, подает-. ся на фазоинвертор 1, имеющий два выхода. С одного выхода снимается напряжение 1 = Vo + V siflQt, совпадающее по фазе с. напряжением V, а с дру" гого - напряжение 1 -=1 -Ъ 11Я1 находящееся с напряжением Ч в противофазе.

Напряжения V и Ъ 1 поочередно в зависимости от положения переключателя 3 подаются на вход компаратора 4, который сравнивает их с пилообразным напряжением генератора 5, частота повторения выходных сигналов которот го значительно больше частоты входного напряжения. В моменты равенства входных напряжений компаратор 4 формирует импульсы, перебрасывающие триггер 6 по счетному входу из одного положения в другое. В результате на выходе триггера за полпериода входного напряжения образуется последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна мгновенным значениям входного напряжения.

Аналогичный принцип однокомпаратор- ного преобразования применяется и в блоке 2 управления, на входы которого подаются выходные напряжения V и Vg фазоинвертора 1. В результате на единичном выходе триггера 20 формируется импульс с длительностью, 926764

Формула изобретения

5 равной полупериоду преобразуемого напряжения.

Временные интервалы, сформированные триггером 6, за полпериода входного напрвжения заполняются импульса- 5

-ми генератора 11. Сформированные в результате пачки импульсов с выхода элемента И 8 поступают на вход сложения реверсивного счетчика 12. Число импульсов, подсчитанное счетчиком 12, в будет ра вно N Bu.

В течение полупериода входного напряжения импульсы с выхода генератора

11 происходят также на вход счетчика

14 через элемент И 9, Счетчик 14 фор- » мирует код, равный N<. Задним фронтом выходного сигнала блока 2 триггер 7 устанавливается в единичное состояние и открывает элемент И 16. Выходные импульсы генератора 11 через элемент

И 10 поступают.на вход счетчика 15 двоичного умножителя 13. На выходе двоичного умножителя 13 формируются импульсы с частотой

N г 2$, = тч. (1) где f — частота выходных импульсов генератора 11;

N - число разрядов двоичного

О умножителя 13. зе

При этом реверсивный счетчик 12 работает в режиме вычитания. В момент нулевого значения реверсивного счет". чика 12 триггер 7 устанавливается в ноль, и цикл измерения заканчивается.

Время t в течение которого был открыт элемент И 10, равно

= Ы.ЬИ . (2)

Ач

За это время счетчик 15 заполняется 4 импульсами генератора 11, Показания счетчика 15 в конце цикла измерения будут равны = ги t -. (3)

С учетом соотношений (1) и (2) результат измерения представляют в виде

N=@. N. Ьи

Таким образом, в преобразователе исключена погрешность от неидентичнос- . ти компараторов и частная погрешность, т.е. выходной код Х не зависит от .4, соотношения частот входного сигнала и генераторов 5 и 11.

Экономический эффект от использования преобразователя определяется его техническими преимуществами.

Преобразователь переменного напря" женил в код, содержащий фазоинвертор, выходы которого подключены к блоку управления, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному входу компаратора, первый триггер, выход которого подключен к первому входу первого элечента И, второй и третий входы первого элемен" та И соединены соответственно с выходами генератора импульсов и блока управления, а выход подключен к счет" чику, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены переключатель, второй триггер, второй и тра." тий элементы И, двоичный умножитель, а счетчик выполнен реверсивным, выход блока управления подключен к одним входам второго элемента И и вто" рого триггера, выход которого подключен к одному входу третьего элемента

И, другие входы второго и третьего элементов И соединены с генератором импульсов, а выходы подключены к входам двоичного умножителя, выход которого подключен к входу вычитания ре" версивного счетчика, выход переполнения реверсивного счетчика подключен к другому входу второго триггера, выход компаратора подключен к счетному входу первого триггера, выходы кото" рого подключены к управляющим входам переключателя, сигнальные входы которого соединены с выходами фазоинвертора, а выход переключателя подключен к другому входу компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кирьянов В. П. и др. Преобразование интегральных характеристик периодических напряжений во временной интервал. - "Автометрия" 1969

Н 2, с. 20-29.

2. Авторское свидетельство СССР

N 222734, кл. H 03 K 13/02, 1967 (прототип).

926764

Составитель А. Смирнов

Редактор С. Крупенина Техред С. Иигунова Корректор A. Ференц акаэ 299 / 7 Тираж 95 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035 Иосква М-35 Раушская наб. а. 4/5

««« ««АЗ «%««2

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4